JP2022137051A - ソフトウェア制御のアンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年9月1日に出願された米国仮出願第62/382,489号、2016年9月1日に出願された米国仮出願第62/382,506号、2016年12月7日に出願された米国仮出願第62/431,393号、2017年1月31日に出願された米国特許出願第15/421,388号、及び2017年7月19日に出願された米国特許出願第15/654,643号の優先権を主張するものであり、これらのすべての出願の開示内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。
本発明はRFアンテナの設計及び動作に関し、特に、方向制御放射ビームを形成する放射素子のアレイを有するアンテナに関する。本発明は全方向性カバレッジ及び/又は3Dセミスフェリカルカバレッジを生じるアレイの組み合わせにも関する。
現在の通信の大半は無線で行われるか、さもなければ経路の少なくとも一部は無線である。すべての無線通信は送信側でも受信側でもアンテナを必要とする。一般に、送信の多くは全方向性アンテナを用いて行うことができる。このようなアンテナでは、送信電力が距離の3乗に反比例して低下する。従って、多くのユーザに到達するためには送信電力は通例指向性アンテナと比べてかなり高くなる。また、いくつかの全方向性アンテナ、例えばインターネットカフェ内の複数のデバイスが同時に動作すると、様々な送信が互いに干渉するか、少なくともその環境内における送信及び受信の品質が低下する可能性がある。
成された放射コーンをスキャンさせるステップと、スキャン中に受信された送信を使用するステップと、各発信元送信の空間内の特定の位置を識別するステップと、発信元送信から無許可の送信の位置を識別するステップと、無許可の送信の方向にヌルを与えるようにアンテナを制御するステップと、放射コーンを許可方向に向けステアリングするようにアンテナを制御することによって各許可送信と有向通信を実行させるステップとを備える。放射コーンをスキャンするステップは電圧を印加してアンテナの遅延線の下部に与えられる誘電率を変化させることによって実行することができる。必要に応じ、各許可送信に対して、送信デバイスを識別し、デバイスのネットワーク及びアクセスポリシーを決定し、そのネットワーク及びアクセスポリシーを識別したデバイスからの通信に適用することによって、「RF」ファイアウォールを形成することができる。
設けられる。
の動作特性を制御することができる。例えば、同じ電圧をすべてのパッチ235の真下に存在する画素に印加すると、パッチ235の共振周波数を変化させることができ、それによりアンテナの動作周波数を変化させることができる。他方、遅延線の下に異なる電位を印加することにより、得られる放射コーンをステアリングすることができ、それによって、アンテナを物理的に移動させることなく、アンテナを空間内の特定の位置に向ける、即ちアンテナをスキャンすることができる。即ち、遅延線の下の誘電率の変化は該遅延線の信号の伝播に遅れを生ぜしめ、よって放射信号に位相シフトを生ぜしめる。
、遅延線640から接点619を経て放射パッチ635に至る連続DC電気接続が存在する。上述の実施形態に示されるように、遅延線640は蛇行導電線としてよく、所望の遅延を発生させるために十分な長さを有するように任意の形状にしてよく、それによりRF信号に所望の位相シフトを生じさせることができる。
は、給電線655と遅延線640との間にRF短絡が提供されるように複数の層が設計されている。図6に示されるように、共通接地電極625が背面絶縁体(又は誘電体)612の上面又は底部結合剤610の底面に形成される。共通接地電極625は一般的にアンテナアレイの全域を覆う導体の層である。各RF給電位置において、開口(DC遮断部)623が共通接地電極625に設けられる。RF信号は給電線655から開口623を経て進み、遅延線640に容量結合する。受信中は逆方向の容量結合が起こる。従って、DC開路及びRF短絡が遅延線640と給電線655との間に形成される。
約10分の1、即ちλ/10に設定すべきである。更に、RF信号の効率的結合のために、
給電線755は、Dで示すように、開口723のエッジを越えて約4分の1波長(λ/4
)だけ延長される。同様に、遅延線740の末端(接点719の反対端)は、Eで示すように、開口723のエッジを越えて4分の1波長(λ/4)だけ延長される。給電線75
5中を移動するRF信号は遅延線740中を移動する信号より長い波長を有するため、距離Dは距離Eより長く示されていることに留意されたい。
び受信することができる。例えば、アンテナはユーザA及びBと指向性通信を行うようにステアリングすることができるが、無許可のユーザCに向けてヌルを与え、よってユーザCがシステムに侵入するのを防ぐことができる。
形の3つのファセット、五角形の5つのファセット等に配置してもよい。このように、各アレイは専用の空間エリアに向けられ、複数のアレイが一緒にアクセスポイントの周囲360度をカバーする。
れている。しかしながら、一実施形態の特徴及び要素は他の実施形態の特徴及び要素とともに使用することができ、記載が乱雑になるのを避けるためにすべての置換が明記されているわけではないが、本明細書はこのような可能性を意図している。
Claims (22)
- 上部誘電体層と、底部誘電体層と、前記上部誘電体層と前記底部誘電体層との間に挟まれた可変誘電率材料とを備える可変誘電率(VDC)層と、
前記VDC層の下に設けられた共通接地電極と、
前記VDC板の上に設けられた複数のアドレス可能な接点であって、各アドレス可能な接点は画素を画定し、前記画素の位置で前記VDC材料に電界を印加するように構成されている、複数のアドレス可能な接点と、
前記VDC層の上に設けられた少なくとも1つの放射素子と、
前記VDC層の上に設けられた少なくとも1つの遅延線であって、前記少なくとも1つの放射素子の各々が前記遅延線の少なくとも1つにRF結合されている、少なくとも1つの遅延線と、
前記前記VDC板の下に設けられ且つ前記少なくとも1つの遅延線に結合された少なくとも1つの導電給電線と、
を備える、アンテナ。 - 前記少なくとも1つの導電給電線は前記共通接地電極に形成された開口を介して前記少なくとも1つの遅延線に結合されている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの導電給電線は前記共通接地電極に形成された開口を貫通する接点により前記少なくとも1つの遅延線に結合されている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記VDC層の上に設けられたカバー絶縁層を更に備え、前記少なくとも1つの放射素子は前記カバー絶縁層の上に設けられている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの遅延線は前記カバー絶縁層の下に設けられている、請求項4に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの遅延線を前記対応する少なくとも1つの放射素子に結合するために前記カバー絶縁層に形成されたビアを備える、請求項5に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの遅延線の各々は蛇行線として形成されている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの遅延線は複数の遅延線を含み、前記複数の遅延線のサブグループが導電線で相互接続されている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの導電給電線は前記導電線に結合されている、請求項8に記載のアンテナ。
- 前記少なくとも1つの導電給電線は前記導電線に前記導電線の幾何中心点で結合されている、請求項9に記載のアンテナ。
- 前記VDC材料は液晶材料を含む、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記上部誘電体層及び前記底部誘電体層の少なくとも1つはロジャース、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、又はPET(ポリエチレンテレフタレート)を含む、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記カバー絶縁層はガラス、ロジャース、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、
又はPET(ポリエチレンテレフタレート)を含む、請求項4に記載のアンテナ。 - 上部誘電体層と、底部誘電体層と、前記上部誘電体層と前記底部誘電体層との間に挟まれた可変誘電率材料とを備える可変誘電率(VDC)層と、
前記VDC層の下に設けられた共通接地電極と、
前記VDC板の上に設けられた複数のアドレス可能な接点であって、各アドレス可能な接点が画素を画定し、前記画素の位置で前記VDC材料に電界を印加するように構成された、複数のアドレス可能な接点と、
前記VDC層の上に設けられた複数の放射素子と、
前記VDC層の上に設けられた複数の遅延線であって、前記放射素子の各々が前記遅延線の少なくとも1つにRF結合さている、複数の遅延線と、
前記前記VDC板の下に設けられた複数の導電給電線であって、前記複数の給電線の各々が前記複数の遅延線の1つに結合されている、複数の導電給電線と、
を備える、アンテナ。 - 前記複数の放射素子の各々は前記複数の遅延線の2つに結合されている、請求項14に記載のアンテナ。
- 前記共通接地電極は複数の開口を備え、前記複数の導電給電線の各々は前記複数の開口の1つを経て対応する遅延線に結合されている、請求項14に記載のアンテナ。
- 各開口は前記給電線中を移動するRF信号の波長の半分の長さ及び前記給電線中を移動するRF信号の波長の10分の1の幅を有する、請求項16に記載のアンテナ。
- 前記給電線の終端部は前記開口を超えて、前記給電線中を移動するRF信号の約4分の1の距離Dだけ延長している、請求項17に記載のアンテナ。
- 前記遅延線の終端部は前記開口を超えて、前記遅延線中を移動するRF信号の約4分の1の距離Eだけ延長している、請求項18に記載のアンテナ。
- 複数の仮想チョークを更に備え、前記複数の導電給電線の各々が前記複数の仮想チョークの1つを経て対応する遅延線に結合されている、請求項14に記載のアンテナ。
- 前記複数の給電線の各々はRF短絡を経て対応する遅延線に結合されている、請求項14に記載のアンテナ。
- 前記複数の遅延線の各々は、一端が前記複数の放射素子の1つに結合され、他端が前記複数の給電線の1つに結合された蛇行導電線を備える、請求項14に記載のアンテナ。
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